Estruturas de Madeira Aula 3 2016 1S

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E S T R U T U R A S D E M A D E I R A
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C E N T R O U N I V E R S I T Á R I O E S T Á C I O R A D I A L D E S Ã O P A U L O
C U R S O D E G R A D U A Ç Ã O E M E N G E N H A R I A C I V I L
P R O F . A L E X A N D R E A U G U S T O M A R T I N S
1 0 º P E R Í O D O
2 0 1 6 / 1 S
― AS MADEIRAS UTILIZADAS NAS CONSTRUÇÕES PODEM CLASSIFICAR-SE EM DUAS
CATEGORIAS:
1. MADEIRAS MACIÇAS:
― MADEIRA BRUTA OU ROLIÇA;
― MADEIRA FALQUEJADA; E
― MADEIRA SERRADA.
2. MADEIRAS INDUSTRIALIZADAS:
― MADEIRA COMPENSADA; E
― MADEIRA LAMINADA (OU MICROLAMINADA) COLADA.
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1 . M A D E I R A S M A C I Ç A S
M A D E I R A B R U T A O U R O L I Ç A
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― ATUALMENTE, A MADEIRA ROLIÇA É UTILIZADA COM MAIS FREQUÊNCIA EM
CONSTRUÇÕES PROVISÓRIAS (ASSUMINDO O PAPEL DE ESCORAMENTO) OU PARA
COMPOR A ESTRUTURA DE ARQUITETURAS PROPOSITADAMENTE RÚSTICAS E/OU
RUDIMENTARES.
― OS ROLIÇOS DE USO MAIS FREQUENTE NO BRASIL SÃO O PINHEIRO-DO-PARANÁ E OS
EUCALIPTOS.
― AS ÁRVORES DEVEM SER ABATIDAS DE PREFERÊNCIA NA ÉPOCA DA SECA, QUANDO O
TRONCO TEM MENOR TEOR DE UMIDADE. APÓS O ABATE, REMOVE-SE A CASCA,
DEIXANDO-SE O TRONCO SECAR EM LOCAL AREJADO E PROTEGIDO CONTRA O SOL.
― AS MADEIRAS ROLIÇAS QUE NÃO PASSAM POR UM TEMPO MAIS OU MENOS LONGO
DE SECAGEM FICAM SUJEITAS A RETRAÇÕES TRANSVERSAIS, AS QUAIS PROVOCAM
RACHADURAS NAS SUAS EXTREMIDADES.
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― A UMIDADE NOS TRONCOS DAS ÁRVORES VARIA MUITO COM AS ESPÉCIES E COM A
ÉPOCA DO ANO. NA ESTAÇÃO SECA, A MADEIRA VERDE TEM MENOR TEOR DE
UMIDADE QUE NA ESTAÇÃO CHUVOSA.
― RETIRANDO-SE A CASCA E DEIXANDO-SE SECAR O TRONCO, EVAPORA-SE
PRIMEIRAMENTE A ÁGUA CONTIDA NO INTERIOR DAS CÉLULAS OCAS.
― A MADEIRA CHAMA-SE, ENTÃO, MEIO-SECA, SENDO O SEU TEOR DE UMIDADE POR
VOLTA DE 30%.
― CONTINUANDO-SE A SECAGEM, A MADEIRA ATINGE UM PONTO DE EQUILÍBRIO COM A
UMIDADE ATMOSFÉRICA, CHAMANDO-SE, ENTÃO, SECA AO AR.
― COMO A EVAPORAÇÃO DA UMIDADE É MAIS RÁPIDA NAS EXTREMIDADES (ONDE AS
FIBRAS LONGITUDINAIS ESTÃO ABERTAS), A PEÇA PODE FENDILHAR-SE DURANTE A
SECAGEM.
― É POSSÍVEL EVITAR A FORMAÇÃO DE FENDAS AO PINTAR AS EXTREMIDADES COM
ALCATRÃO OU QUALQUER OUTRO PRODUTO QUE RETARDE A EVAPORAÇÃO DA ÁGUA.
― AS MADEIRAS ROLIÇAS DEVEM SER UTILIZADAS, PREFERENCIALMENTE, NAS
CONDIÇÕES MEIO SECA OU SECA AO AR.
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M A D E I R A F A L Q U E J A D A
― A MADEIRA FALQUEJADA TEM AS FACES LATERAIS APARADAS A MACHADO OU A ENXÓ,
PODENDO FORMAR SEÇÕES MACIÇAS (QUADRADAS OU RETANGULARES), DE GRANDES
DIMENSÕES.
― DEPENDENDO DO DIÂMETRO DOS TRONCOS, PODEM SER PRODUZIDAS SEÇÕES
MACIÇAS FALQUEJADAS DE TAMANHO CONSIDERÁVEL, COMO, POR EXEMPLO, 30cm X
30cm OU ATÉ 60cm X 60cm.
― ESTE TIPO DE MADEIRA É MUITO UTILIZADO EM ESCORAMENTOS, ESTAQUEAMENTOS,
CONSTRUÇÕES RÚSTICAS E PONTES DE MADEIRA.
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― A SEÇÃO DE UMA PEÇA DE MADEIRA FALQUEJADA DEPENDE DO MENOR DIÂMETRO DA
TORA DE ORIGEM. DUAS SEÇÕES SÃO IMPORTANTES:
― A QUE PRODUZ A MENOR PERDA E, ASSIM, MAIOR ÁREA DA SEÇÃO TRANSVERSAL
(SENDO ESTA DE INTERESSE NOS PROBLEMAS DE TRAÇÃO E DE COMPRESSÃO); E
― A QUE GERA MÁXIMO MOMENTO DE INÉRCIA (IMPORTANTE PARA AS QUESTÕES
DE FLEXÃO).
― NO FALQUEJAMENTO DO TRONCO, AS PARTES LATERAIS CORTADAS CONSTITUEM A
PERDA. A SEÇÃO RETANGULAR INSCRITA QUE PRODUZ MENOR PERDA É O QUADRADO
DE LADO b = [ d / √2 ].
― HÁ INTERESSE EM DETERMINAR A SEÇÃO RETANGULAR (b X h) DE MAIOR MÓDULO
RESISTENTE [ ( b . h )² / 6 ], QUE PODE SER CONSEGUIDA A PARTIR DE UM TRONCO
CIRCULAR DE DIÂMETRO “d”.
b
h
A = ( b . h ) = √ ( d² − h²)
dA
dh
= 0, CONDUZ A b = h = 
d
√ 2
A = ( b . h ) =
d²
2
PORTANTO, A = 0,64 . 
∏
4
. d²
W =
b . h²
6
=
d³
12 . √ 2
W = 0,059 . d³
ESTA É, ASSIM, A SEÇÃO RETANGULAR DE MENOR PERDA DE MADEIRA INSCRITA NA 
CIRCUNFERÊNCIA DE DIÂMETRO “d”.
A ÁREA INSCRITA VALE 60% DA ÁREA DO CÍRCULO.
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b
h
dW
db
= 0, CONDUZ A b = 
d
√ 3
PORTANTO, A = 0,60 . 
∏
4
. d²
W =
d³
9 . √ 3
W = 0,064 . d³
ESTA É, ASSIM, A SEÇÃO RETANGULAR DE MAIOR MÓDULO RESISTENTE [ ( b . h )² / 2 ].
A ÁREA INSCRITA VALE 64% DA ÁREA DO CÍRCULO.
d
W =
b . h²
6
=
( b . d² ) − b³
6
h = √ 2 . b = 
2
√
3
. d
A = ( b . h ) =
√ 2
3
. d²
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CORTE E DESDOBRAMENTO DAS TORAS:
― AS ÁRVORES DEVEM SER ABATIDAS DE PREFERÊNCIA AO ATINGIR A MATURIDADE,
OCASIÃO EM QUE O CERNE OCUPA A MAIOR PARTE DO TRONCO RESULTANDO, ENTÃO,
EM MADEIRAS DE MELHOR QUALIDADE E RESISTÊNCIA PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL;
― O TEMPO NECESSÁRIO PARA QUE A ÁRVORE ATINJA A MATURIDADE VARIA CONFORME
AS ESPÉCIES, PODENDO CHEGAR A 100 ANOS!
― A MELHOR ÉPOCA PARA O ABATE É A ESTAÇÃO SECA, QUANDO O TRONCO TEM POUCA
UMIDADE.
― O DESDOBRAMENTO DO TRONCO EM PEÇAS DEVE SER FEITO O MAIS CEDO POSSÍVEL,
APÓS O CORTE DA ÁRVORE, A FIM DE EVITAR DEFEITOS DECORRENTES DA SECAGEM DA
MADEIRA.
CORTE E DESDOBRAMENTO DAS TORAS:
― SE A ÁRVORE FOR CORTADA NA ESTAÇÃO CHUVOSA, DEIXAM-SE SECAR AS TORAS
DURANTE ALGUM TEMPO, PARA REDUZIR O EXCESSO DE UMIDADE INTERNA.
― OS TRONCOS SÃO ENTÃO CORTADOS EM SERRAS ESPECIAIS, DE FITA CONTÍNUA, QUE
OS DIVIDE EM LÂMINAS OU PRANCHAS PARALELAS, NA ESPESSURA DESEJADA.
― AS SERRAS DE FITA POSSUEM COMANDOS MECÂNICOS PARA O AVANÇO DO TRONCO,
QUE GARANTEM A ESPESSURA UNIFORME DAS LÂMINAS.
― AS ESPESSURAS OBEDECEM, EM GERAL, OS PADRÕES COMERCIAIS.
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DIMENSÕES COMERCIAIS DE MADEIRAS SERRADAS:
― AS MADEIRAS SERRADAS SÃO VENDIDAS EM SEÇÕES PADRONIZADAS, COM BITOLAS
NOMINAIS EM CENTÍMETROS OU EM POLEGADAS.
― UMA PESQUISA ENTRE FORNECEDORES DE MADEIRA NA CIDADE DE SÃO PAULO –
REALIZADA EM 1996 – REVELOU UMA GRANDE QUANTIDADE DE DIMENSÕES
DISPONÍVEIS E, TAMBÉM, UMA GRANDE DIVERSIDADE DE NOMENCLATURAS.
― A TABELA A SEGUIR MOSTRA OS PRINCIPAIS PERFIS, OBEDECENDO A NOMENCLATURA
DA ABNT (PADRONIZAÇÃO PB-5), EM DIMENSÕES COMERCIAIS.
E S P E S S U R A S E Á R E A S M Í N I M A S C O N S T R U T I VA S D E S E Ç Õ E S 
R E TA N G U L A R E S D E M A D E I R A ( N B R 7 1 9 0 )
M AT E R I A L
P R O P R I E D A D E D I M E N S I O N A L
ESPESSURA MÍNIMA
(cm)
ÁREA MÍNIMA
(cm²)
SEÇÃO MÍNIMA DE 
MENOR ESPESSURA
(cm X cm)
PEÇAS PRINCIPAIS DE 
SEÇÕES SIMPLES
5,0 50,0 5,0 X 10,0
PEÇAS COMPONENTES 
DE SEÇÕES MÚLTIPLAS
2,5 35,0 2,5 X 14,0
PEÇAS SECUNDÁRIAS 
DE SEÇÕES SIMPLES
2,5 18,0 2,5 X 7,5
PEÇAS COMPONENTES 
DE SEÇÕES MÚLTIPLAS
1,8 18,0 1,8 X 10,0
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P O N S S E B E A R 8 X 8
P O N S S E W I S E N T G O P R O
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M A D E I R A C O M P E N S A D A
― A MADEIRA COMPENSADA É FORMADA PELA COLAGEM DE TRÊS OU MAIS LÂMINAS,
ALTERANDO-SE AS DIREÇÕES DAS FIBRAS EM ÂNGULO RETO.
― OS COMPONENTES PODEM TER TRÊS, CINCO OU MAIS LÂMINAS, SEMPRE EM NÚMERO
ÍMPAR – O QUE ASSEGURA UM RESULTADO MAIS ADEQUADO NOS QUESITOS DE
QUALIDADE E DE RESISTÊNCIA FINAL DA PEÇA COMPENSADA.
― COM AS CAMADAS EM DIREÇÕES PERPENDICULARES ALTERNADAS, CONSEGUE-SE UM
PRODUTO MAIS APROXIMADAMENTE ISOTRÓPICO (CUJAS PROPRIEDADES FÍSICAS SÃO
IGUAIS,QUALQUER QUE SEJA A DIREÇÃO CONSIDERADA) QUE A MADEIRA MACIÇA.
― PORTANTO, A MADEIRA COMPENSADA APRESENTA VANTAGENS EM ESTADOS DE
TENSÕES BI-AXIAIS QUE APARECEM, POR EXEMPLO, NAS ALMAS DAS VIGAS, NAS
ESTRUTURAS DE PLACAS DOBRADAS OU NAS CASCAS.
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― AS LÂMINAS, CUJAS ESPESSURAS GERALMENTE VARIAM ENTRE 1,0mm E 5,0mm,
PODEM SER GERADAS A PARTIR DE TORAS (COZIDAS NO VAPOR POR PELO MENOS
CINCO HORAS) OU DE PEÇAS RETANGULARES DE MADEIRA, UTILIZANDO-SE, QUANDO
MANUALMENTE, FACAS ESPECIAIS PARA CORTE – O QUE NÃO É MUITO USUAL.
― PORÉM, NAS LINHAS DE PRODUÇÃO DE GRANDE ESCALA, ADOTA-SE O CORTE COM
ROTAÇÃO DO TRONCO DE MADEIRA EM TORNO DE SEU EIXO CONTRA UMA FACA
(PROCESSO ESTE REALIZADO NO EQUIPAMENTO CHAMADO TORNO LAMINADOR DE
MADEIRA). A SEGUIR, O PRODUTO É SUBMETIDO À SECAGEM NATURAL OU ARTIFICIAL.
― NA SECAGEM NATURAL, AS LÂMINAS SÃO ABRIGADAS EM GALPÕES COBERTOS E BEM
VENTILADOS.
― A SECAGEM ARTIFICIAL É REALIZADA EM ESTUFAS A TEMPERATURAS ENTRE 80°C E
100°C – COMO O QUE OCORRE NO PROCESSO DE “SECAGEM FORÇADA” DA MADEIRA.
― QUANDO EM ESTUFA, OS EMPENAMENTOS SÃO BLOQUEADOS POR MEIO DE PRESAS
ESTRATEGICAMENTE POSICIONADAS AO LOGO DAS LÂMINAS.
― A SECAGEM ARTIFICIAL É MUITO RÁPIDA, VARIANDO DE 10 A 15 MINUTOS PARA
LÂMINAS DE 1,0mm – ATÉ QUASE UMA HORA, PARA AS MAIS ESPESSAS.
― A COLAGEM É REALIZADA SOB PRESSÃO, ADOTANDO-SE PRENSAS A FRIO OU A
QUENTE. PORÉM, AS COLAS SINTÉTICAS DEVEM SEMPRE SER PRENSADAS A QUENTE.
― OS COMPENSADOS DESTINADOS À UTILIZAÇÃO EM SECO (COMO PORTAS, ARMÁRIOS,
DIVISÓRIAS) PODEM SER COLADOS COM COLA DE CASEÍNA. JÁ OS COMPENSADOS
ESTRUTURAIS – SUJEITOS À VARIAÇÃO DE UMIDADE OU EXPOSTOS AO TEMPO,
PRECISAM SER FABRICADOS COM COLAS SINTÉTICAS.
― AS CHAPAS DE COMPENSADOS SÃO FABRICADAS COM DIMENSÕES PADRONIZADAS
(2,5m X 1,25m), E ESPESSURAS VARIANDO ENTRE 4mm E 30mm.
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― A MADEIRA COMPENSADA TRAZ UMA SÉRIE DE VANTAGENS QUANDO COMPARADA À
MACIÇA, COMO:
― PODE SER FABRICADA EM FOLHAS GRANDES, COM DEFEITOS LIMITADOS;
― REDUÇÃO DA RETRAÇÃO E DO INCHAMENTO, GRAÇAS À ORTOGONALIDADE DE
DIREÇÃO DAS FIBRAS NAS CAMADAS ADJACENTES;
― É MAIS RESISTENTE NA DIREÇÃO NORMAL ÀS FIBRAS;
― REDUZ TRINCAS NA CRAVAÇÃO DE PREGOS;
― PERMITE O EMPREGO DE MADEIRA MAIS RESISTENTE NAS CAPAS EXTERNAS E
MENOS RESISTENTE NAS INTERNAS – O QUE É VANTAJOSO EM ALGUNS USOS.
― A PRINCIPAL DESVANTAGEM RECAI SOBRE O PREÇO ELEVADO DESTE PRODUTO.
DEPÓSITO DE MADEIRA
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DEPÓSITO DE MADEIRA
TRANSPORTE DA MADEIRA PARA A LINHA 
DE PRODUÇÃO DO COMPENSADO
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TORNO LAMINADOR DE MADEIRA
TORNO LAMINADOR DE MADEIRA
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TORNO LAMINADOR DE MADEIRA
LAMINADORA PARA MADEIRA – CONTÍNUA
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LAMINADORA PARA MADEIRA – CONTÍNUA
LAMINADORA PARA MADEIRA – CONTÍNUA
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LAMINADORA PARA MADEIRA - CORTE
LÂMINAS
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PREPARAÇÃO PARA SECAGEM DAS LÂMINAS
LÂMINAS JÁ SECAS NO SECADOR CONTÍNUO
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LÂMINAS JÁ SECAS NO SECADOR CONTÍNUO
MONTAGEM DOS COMPENSADOS, COM LÂMINAS EM SENTIDOS OPOSTOS
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LÂMINAS QUE JÁ RECEBERAM ADESIVOS NAS DUAS 
FACES, SÃO PRENSADAS PARA GARANTIR A CORRETA 
ADERÊNCIA DAS DIFERENTES CAMADAS.
SERRA ESQUADREJADEIRA: CORTE DOS 
PAINÉIS NAS DIMENSÕES DE MERCADO
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PAINÉIS COLADOS E CORTADOS
PAINÉIS COLADOS, CORTADOS E ACABADOS, 
PORTANTO, PRONTOS PARA O TRANSPORTE
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PAINÉIS COLADOS, CORTADOS E ACABADOS, 
PORTANTO, PRONTOS PARA O TRANSPORTE
PAINÉIS COLADOS, CORTADOS E ACABADOS, 
PORTANTO, PRONTOS PARA O TRANSPORTE
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C O M P E N S A D O S I P Ê
C O N T I N U A . . .
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VISANDO ESCLUSIVAMENTE FINS DIDÁTICOS, ESTA AULA FOI
PARCIALMENTE DESENVOLVIDA POR INSPIRAÇÃO OU POR
MEIO DE TRANSCRIÇÕES INTEGRAIS OU FRACIONAIS DA OBRA
“ESTRUTURAS DE MADEIRA”, DE WALTER E MICHÈLE PFEIL
(6ª EDIÇÃO, EDITRA LTC, RIO DE JANEIRO, 2003). AOS
AUTORES, OS CRÉDITOS DE CONTEÚDO CONCEITUAL E
TEÓRICO DEVEM SER ATRIBUÍDOS.
QUANDO CONVENIENTE, FORAM ADOTADAS ADAPTAÇÕES
TEXTUAIS E NAS FIGURAS – ALÉM DA INCLUSÃO DE NOVAS
IMAGENS E/OU ESQUEMAS E/OU EXEMPLOS – DE FORMA A
FAZER COM QUE ESTE MATERIAL ESTEJA CONVENIENTEMENTE
ALINHADO À PROPOSTA DA DISCIPLINA “ESTRUTURAS DE
MADEIRA”, DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL .
P R I N C I PA L R E F E R Ê N C I A D E S TA A U L A :